JP2008275219A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明に課題は、熱交換器において、熱交換性能の低下を防ぐ熱交換器を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る熱交換器２０は、伝熱フィン４と複数の伝熱管５１とを備える。伝熱フィンは気流中に配置される。複数の伝熱管は、伝熱フィンに挿入されており、気流の流れ方向に略直交する方向に配置され、かつ、気流の流れ方向に交差する方向に複数の伝熱管列Ｇ１，Ｇ２を形成する。複数の伝熱管は、液管接続部分７１ａ，７２ａ，７３ａとガス管接続部分７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを有する。液管接続部分は、液冷媒が流出入する液管２３に接続される。ガス管接続部分は、ガス冷媒が流出入するガス管２４に接続される。液管接続部分とガス管接続部分とは、複数の伝熱管列のうちで最も風上側の第１伝熱管列に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の伝熱管列を有する熱交換器に関する。

従来、空気調和装置等において、空気流中に配置された伝熱フィンと、伝熱フィンに挿入されており空気流の流れ方向に略直交する向きに配置された複数の伝熱管とを備えたクロスフィンアンドチューブ型熱交換器が良く用いられる（特許文献１参照）。
特開２００２−３４０４４５号公報

特許文献１の技術のような熱交換器では、冷媒の出入口のうちの一方が風上側の伝熱管列に配置され、他方が風下側の伝熱管列に配置されている。このため、凝縮器（あるいは蒸発器）として機能する場合には空気流と冷媒の流れとが対向流になっているが、蒸発器（あるいは凝縮器）として機能する場合には空気流と冷媒の流れとが並行流となってしまい冷媒の出口付近で過熱（あるいは過冷却）が付きにくくなる。このように、凝縮器として機能させる際に、冷媒流れ方向を気流に対して対向流にした場合には、蒸発器で出口の過熱が取りにくくなり、蒸発器で対向流にした場合には、凝縮器で出口の過冷却が取りにくくなり、熱交換性能を低下させてしまうことになる。

本発明に課題は、熱交換器において、熱交換性能の低下を防ぐ熱交換器を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、伝熱フィンと複数の伝熱管とを備える。伝熱フィンは、気流中に配置される。複数の伝熱管は、伝熱フィンに挿入されており、気流の流れ方向に略直交する方向に配置され、かつ、気流の流れ方向に交差する方向に複数の伝熱管列を形成する。複数の伝熱管は、液管接続部分とガス管接続部分とを有する。液管接続部分は、液冷媒が流出入する液管に接続される。ガス管接続部分は、ガス冷媒が流出入するガス管に接続される。液管接続部分とガス管接続部分とは、複数の伝熱管列のうちで最も風上側の第１伝熱管列に配置される。

本発明では、ガス管接続部分と液管接続部分とを最も風上側の第１伝熱管列に配置している。このように、液管接続部分とガス管接続部分とを第１伝熱管列に配置することにより、本発明に係る熱交換器が凝縮器として機能する場合には、液管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液管接続部分から流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、本発明に係る熱交換器が蒸発器として機能する場合には、ガス管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス管接続部分から流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管は、冷媒経路として複数のパスを形成している。

本発明では、複数の伝熱管により、冷媒経路としての複数のパスを形成している。このため、冷媒を効率よく熱交換に寄与させることができ、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器は、複数の伝熱管は、複数のパスごとに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。複数のパスに属する液管接続部分とガス管接続部分とは、全て第１伝熱管列に配置される。

本発明では、複数の伝熱管により冷媒経路として複数のパスを形成しており、複数のパスごとに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。そして、全てのパスにおける液管接続部分とガス管接続部分とは、第１伝熱管列に配置される。したがって、パスが複数ある場合においても、それぞれのガス管接続部分と液管接続部分とを最も風上側の第１伝熱管列に配置しているため、熱交換効率を向上させることができる。

第４発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、伝熱フィンは、その幅が狭くなり折り曲げられている折り曲げ部分を有し、折り曲げ部を境界として複数の伝熱フィン部分に分割されている。複数の伝熱フィン部分と複数の伝熱管とにより複数のブロックが形成されている。液管接続部分とガス管接続部分とは、複数のブロックうちで異なるブロックに配置される。

本発明では、複数のブロックに分割されており、液管に接続される液管接続部分とガス管に接続されるガス管接続部分とが別々のブロックに配置されている。

したがって、温度差が生じやすい液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置することにより、液管接続部分とガス管接続部分とによる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。

第５発明に係る熱交換器は、第２発明または第３発明に係る熱交換器であって、伝熱フィンは、その幅が狭くなり折り曲げられている折り曲げ部分を有し、折り曲げ部を境界として複数の伝熱フィン部分に分割されている。複数の伝熱フィン部分と複数の伝熱管とにより複数のブロックが形成されている。複数の伝熱管は、複数のパスごとに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。複数のパスのうち同一のパスに属する液管接続部分とガス管接続部分とは、複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される。

本発明では、複数の伝熱管により冷媒経路として複数のパスを形成しており、複数のパスのそれぞれに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。そして、各パスそれぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを、複数のブロックの内で異なるブロックに配置している。

したがって、パスが複数ある場合においても、それぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置しているため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。

第１発明に係る熱交換器では、液管接続部分とガス管接続部分とを第１伝熱管列に配置することにより、本発明に係る熱交換器が凝縮器として機能する場合には、液管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液管接続部分から流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、本発明に係る熱交換器が蒸発器として機能する場合には、ガス管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス管接続部分から流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。

第２発明に係る熱交換器では、冷媒を効率よく熱交換に寄与させることができ、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器では、パスが複数ある場合においても、それぞれのガス管接続部分と液管接続部分とを最も風上側の第１伝熱管列に配置しているため、熱交換効率を向上させることができる。

第４発明に係る熱交換器では、温度差が生じやすい液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置することにより、液管接続部分とガス管接続部分とによる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。

第５発明に係る熱交換器では、パスが複数ある場合においても、それぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置しているため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和装置の実施形態について説明する。

＜空気調和装置の概略構成＞
本発明の一実施形態が採用された空気調和装置１は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により設置される室内機２（本実施形態では天井裏に吊り下げられて収納される）と、室外に設置される室外機３とを備えている。室内機２内および室外機３内にはそれぞれ熱交換器が収納されており、各熱交換器が冷媒配管により接続されることにより冷媒回路を構成している。空気調和装置１の冷媒回路の構成を図１に示す。

この冷媒回路は、主として室内熱交換器２０、圧縮機３２、四路切換弁３３、室外熱交換器３０、および膨張弁３４で構成される。

室内機２に設けられている室内熱交換器２０は、取り入れられた室内空気と冷媒とを熱交換させる。また、室内熱交換器２０は、液冷媒が流通する液管２３とガス冷媒が流通するガス管２４とに接続されている。また、室内機２には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器２０との間で熱交換を行った後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン２１が設けられている。クロスフローファン２１は、円筒形状に構成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられているものであり、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン２１は、室内機２内に設けられるファンモータ２１ａによって回転駆動される。室内機２については後に説明する。

室外機３には、圧縮機３２と、圧縮機３２の吐出側に接続される四路切換弁３３と、圧縮機３２の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、四路切換弁３３に接続された室外熱交換器３０と、室外熱交換器３０に接続された膨張弁３４とが設けられている。膨張弁３４は、液閉鎖弁３６を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器２０の一端と接続される。また、四路切換弁３３は、ガス閉鎖弁３７を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器２０の他端と接続されている。また、室外機３には、室外熱交換器３０での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン３８が設けられている。このプロペラファン３８は、室外ファンモータ３８ａによって回転駆動される。

（１）室内機
（室内機の構成）
図２に、室内機２の断面構成図を示す。室内機２は、室内機ケーシング２２を備えており、前述した室内熱交換器２０やクロスフローファン２１は、室内機２の室内機ケーシング２２内に収容されている。また、室内熱交換器２０は、後に説明するように３つの熱交換部（第１熱交換部２０ａ、第２熱交換部２０ｂ、第３熱交換部２０ｃ）に分割されている。室内機ケーシング２２には、室内空気を取り込む吸込口２２ａと、クロスフローファン２１により送り出された空気を送り出す吹出口２２ｂとが設けられている。吸込口２２ａは、室内機ケーシング２２の側面に設けられており、吹出口２２ｂは、吸込口２２ａとは反対側の室内機ケーシング２２の側面に設けられる。なお、これらの吸込口２２ａおよび吹出口２２ｂは、それぞれが室内の天井に設けられた天井吸込口（図示せず）および天井吹出口（図示せず）とダクトにより接続されている。そして、室内熱交換器２０とクロスフローファン２１とは、室内機ケーシング２２内において、室内熱交換器２０が吸込口２２ａに近い側に、クロスフローファン２１が吹出口２２ｂに近い側に配置される。すなわち、室内熱交換器２０は、クロスフローファン２１に対して気流の流れ方向の上流側に配置されている。ここで、室内熱交換器２０は、室内機ケーシング２２内において、クロスフローファン２１を吸込口２２ａとの間で取り囲むように、多段曲げされて配置されている。

（室内熱交換器の配置）
本実施形態では、この室内熱交換器２０は、３段曲げ式の熱交換器で３つの熱交換部２０ａ，２０ｂ，２０ｃから構成されている。第１熱交換部２０ａは、その上端が室内機２の吹出口２２ｂ側へ向けて傾斜して配置されており、クロスフローファン２１をその上方からクロスフローファン２１の吸込口２２ａ側上方を覆うように配置されている。第２熱交換部２０ｂは、その上端が室内機２の吸込口２２ａ側へ向けて傾斜して第１熱交換部２０ａの下方に配置されている。第１熱交換部２０ａと第２熱交換部２０ｂとは、第１熱交換部２０ａの下端、すなわち第２熱交換部２０ｂの上端である第１折り曲げ部６１により伝熱フィン４（後述参照）が折り曲げられて形成されている。第３熱交換部２０ｃは、第２熱交換部２０ｂのさらに下方に配置されている。第２熱交換部２０ｂと第３熱交換部２０ｃとは、第２熱交換部２０ｂの下端、すなわち第３熱交換部２０ｃの上端である第２折り曲げ部６２により伝熱フィン４が折り曲げられて形成されている。なお、各折り曲げ部６１，６２は、伝熱フィン４を切欠して形成された切欠き部９１，９２が外側になるように伝熱フィン４のフィン面方向に折り曲げることで形成される。第３熱交換部２０ｃは、クロスフローファン２１の下方に配置されている。また、第３熱交換部２０ｃは、水平面となす角α１が１５°よりも小さくなるように配置されている。

（シール部材）
上記のように室内熱交換器２０は、各熱交換部２０ａ，２０ｂ，２０ｃが一体となっているものを後述する伝熱フィン４を気流が通過する方向（すなわち伝熱フィン４の面方向）に折り曲げて形成したものであるが、第１熱交換部２０ａと第２熱交換部２０ｂとの分割面の間には、長手方向に沿って隙間が存在する。特に、第１熱交換部２０ａと第２熱交換部２０ｂとによって形成される隙間は、吸込口２２ａのすぐ内側であって、吸込口２２ａとクロスフローファン２１との間に位置しているため、空気が通り易くなっている。そして、この隙間を通る空気は、熱交換率の低下の原因となる。このため、室内熱交換器２０には、この隙間を塞ぐシール部材８が取り付けられる。

（２）室内熱交換器の構造
以下、室内機２の室内熱交換器２０の詳細構成について説明する。図３に第２熱交換部２０ｂの正面図（図２における矢印Ｄ１の方向から見た図）を示す。ここでは、第２熱交換部２０ｂについてのみ説明するが、第１熱交換部２０ａおよび第３熱交換部２０ｃも構成は同様であり、伝熱フィン４（後述参照）の形状（主に長手方向の長さ）、それに基づく伝熱管５１（後述参照）の本数、冷媒経路の取り方などが異なるのみであるため、第１熱交換部２０ａおよび第３熱交換部２０ｃの詳細構成についての説明は省略する。

第２熱交換部２０ｂは、矩形平板状の外観形状を有するフィンチューブ型の熱交換器である。第２熱交換部２０ｂは、複数の伝熱管５１、複数の伝熱フィン４、前管板４１、および後管板４２から構成される。複数の伝熱管５１は、ヘアピン形状で略平行に配置されている。そして、伝熱管５１のヘアピン部５１ａから、後管板４２、複数の伝熱フィン４、前管板４１が順に配置されている。また、複数の伝熱フィン４は伝熱管５１が板厚方向に貫通する孔４ａ（図４参照）を有し板厚方向に所定の間隔を空けて配置される。そして、複数の伝熱管５１のヘアピン部５１ａの反対側の各管端部５１ｂは、それぞれ、Ｕ字管５２によって連結されている。Ｕ字管５２は、伝熱管５１の管内径とほぼ同じ管内径を有しており、前管板４１からさらに外方に突出するように配置されている。また、第２熱交換部２０ｂは、伝熱管５１が２列に分かれて配置されているいわゆる２列熱交換器である。

（パス取り）
本実施形態の室内熱交換器２０において、冷媒が流れる冷媒経路（以下パス７１，７２，７３とする）は、３つある。ここで、この３つのパス７１，７２，７３に関して図４に基づいて説明する。図４は、室内熱交換器２０における３つのパス７１，７２，７３を表した図である。なお、図４で、太線の実線で表されるものは、伝熱管５１の紙面の手前側（室内熱交換器２０の正面視における右側）のＵ字管部（すなわちＵ字管５２）であり、太線の破線で表されるものは、伝熱管５１の紙面の奥側（室内熱交換器２０の正面視における左側）のＵ字管部（すなわちヘアピン部５１ａ）である。そして、室内熱交換器２０において、複数の伝熱管５１は、気流の流れ方向に対して交差する方向に２列の伝熱管列Ｇ１，Ｇ２を形成している。ここで、気流の流れ方向上流側の伝熱管列を第１伝熱管列Ｇ１とし、気流の流れ方向下流側の伝熱管列を第２伝熱管列Ｇ２とする。この、第１伝熱管列Ｇ１と第２伝熱管列Ｇ２とは、各熱交換部２０ａ，２０ｂ，２０ｃにそれぞれ形成される。

ここで、第１パス７１は、第１熱交換部２０ａの上部２段の伝熱管５１と第３熱交換部２０ｃの下部４段を接続して形成されている。第２パス７２は、第１熱交換部２０ａの下部２段の伝熱管５１と第２熱交換部２０ｂの上部４段の伝熱管５１とを接続して形成されている。第３パス７３は、第２熱交換部２０ｂの下部２段の伝熱管５１と第３熱交換部２０ｃの上部２段の伝熱管を接続して形成されている。

また、各パス７１，７２，７３は、液管２３に接続され液状態の冷媒が流出入する液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａと、ガス管２４に接続されガス状態の冷媒が流出入するガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを有している。そして、冷媒は、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合には、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａに流入して各パス７１，７２，７３に属する伝熱管５１を通過しガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂから流出し、室内熱交換器２０が凝縮器として機能する場合には、ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂに流入して各パス７１，７２，７３に属する伝熱管５１を通過し液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａから流出する。なお、各液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａおよび各ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂは、クロスフローファン２１から遠い側の伝熱管列である第１伝熱管列Ｇ１に属している。

このように、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを第１伝熱管列Ｇ１に配置することにより、室内熱交換器２０が凝縮器として機能する場合には、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａ付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａから流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合には、ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂから流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。

そして、各パス７１，７２，７３に属する各液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａと各ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとは、同一の熱交換部に属さないように配置される。具体的には、第１パス７１では、液冷媒流出入管７１ａは第１熱交換部２０ａに配置され、ガス冷媒流出入管７１ｂは第３熱交換部２０ｃに配置される。第２パス７２では、液冷媒流出入管７２ａは第１熱交換部２０ａに配置され、ガス冷媒流出入管７２ｂは第２熱交換部２０ｂに配置される。第３パス７３では、液冷媒流出入管７３ａは第２熱交換部２０ｂに配置され、ガス冷媒流出入管７３ｂは第３熱交換部２０ｃに配置される。

このように、同一のパスに属する液冷媒流出入管とガス冷媒流出入管とはそれぞれが別々の熱交換部に配置される。したがって、温度差が生じやすい液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを別々の熱交換部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに配置することにより、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとの伝熱フィン４における熱伝導よる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。

（室内熱交換器の各部分による風速比）
ここで、図５に、本実施形態の室内熱交換器２０を形成する複数の伝熱管５１に段番号を振ったものを示す。なお、ここでいう「段番号」とは、２列熱交換器の各列における伝熱管５１に端（本実施形態では、第３熱交換部２０ｃの最下部にある伝熱管５１）から伝熱管５１の列方向に向かって順番に振った番号（Ａ１〜Ａ１６）である。また、同じ段番号を振られた伝熱管５１同士をまとめて段としており、Ｘ段目の段番号ＡＸが振られている段を第Ｘ段伝熱管群ＡＸと呼ぶことにする。ここで、例えば１段目の段番号Ａ１が振られている段を第１段伝熱管群Ａ１し、Ｘには１〜１６の番号のいずれかを入れて各段を呼ぶことにする。そして、図６に、図５の各段Ａ１〜Ａ１６における風速比を室内熱交換器２０が蒸発器として機能した場合と、凝縮器として機能した場合に分けて表したものを示す。

図５および図６によると、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合、凝縮器として機能する場合に関わらず、第１６段伝熱管群Ａ１６において最も風速が大きく、第１段伝熱管群Ａ１において最も風速が小さいことが分かる。さらに、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合は、第１６段伝熱管群Ａ１６を通過する気流の風速は、第１段伝熱管群Ａ１を通過する気流の風速よりも４倍以上大きく、また、室内熱交換器２０が凝縮器として機能する場合は、第１６段伝熱管群Ａ１６を通過する気流の風速は、第１段伝熱管群Ａ１を通過する気流の風速よりも２倍以上大きい。なお、第１２段伝熱管群Ａ１２近傍もその周りの部分に比べて風速比が小さくなっているが、これは、シール部材８１により第１２段伝熱管群Ａ１２の気流の流れ方向上流側を塞いでいるためである。また、第１２段伝熱管群Ａ１２の風速比は、第１段伝熱管群Ａ１ほどは小さくない。これらのことから、最も風速比が大きくなっている熱交換部は第１熱交換部２０ａ（第１３段伝熱管群Ａ１３から第１６段伝熱管群Ａ１６まで）であり、その次に風速比が大きいのが第２熱交換部２０ｂ（第７段伝熱管群Ａ７から第１２段伝熱管群Ａ１２まで）であり、最も風速比が小さくなっている熱交換部は第３熱交換部２０ｃ（第１段伝熱管群Ａ１から第６段伝熱管群Ａ６まで）であると言える。さらに、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合に限定すると、その傾向がさらに顕著になっている。すなわち、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合の第１６段伝熱管群Ａ１６における風速は、室内熱交換器２０が凝縮器として機能する場合の第１６段伝熱管群Ａ１６における風速よりも大きくなっており、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合の第１段伝熱管群Ａ１における風速は、室内熱交換器２０が凝縮器として機能する場合の第１段伝熱管群Ａ１における風速よりも小さくなっている。すなわち、凝縮器の場合よりも蒸発器の場合では、第１熱交換部２０ａと第２熱交換部２０ｂと第３熱交換部２０ｃとを通過する風速比の差が、さらに広がっている。

この原因は、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合に、凝縮水が発生しやすくなることにある。このような場合には、発生した凝縮水が重力に導かれて伝熱フィン４を伝って下方へと移動していくことになり、室内熱交換器２０の下部に位置する第３熱交換部２０ｃに凝縮水が溜まりやすくなる。したがって、この凝縮水が溜まることにより、凝縮水が通風抵抗となっており第３熱交換部２０ｃを構成している第１段伝熱管群Ａ１から第６段伝熱管群Ａ６までの部分の風速比が小さくなっている。このため、３つのパスを取って、室内熱交換器２０を構成する場合に、例えば、室内熱交換器２０の上から順番に冷媒経路を形成していくと、室内熱交換器２０の上部では風速比が大きく下部では風速比が小さいために、冷媒は各パスにおいて偏って熱交換することになる。この場合に、室内熱交換器２０が蒸発器として機能しているとすると、上部のパスを流通する冷媒は、上部のパスにおける風速比が大きく熱交換効率が良いため、早く蒸発しきってしまうが、下部のパスを流通する冷媒は、下部のパスにおける風速比が小さく熱交換効率が悪いため、気液二相状態のままで室内熱交換器２０から排出してしまうことになる。また、室内熱交換器２０が凝縮器として機能しているとすると、上部のパスを流通する冷媒は、上部のパスにおける風速比が大きく熱交換効率が良いため、早く凝縮しきってしまうが、下部のパスを流通する冷媒は、下部のパスにおける風速比が小さく熱交換効率が悪いため、気液二相状態のままで室内熱交換器２０から排出してしまうことになる。このため、少なくとも上部のパスにおける冷媒の状態と下部のパスにおける冷媒の状態とに差が生じてしまうことになり、熱交換に寄与している冷媒が室内熱交換器２０全体として少なくなってしまい、室内熱交換器２０全体としての熱交換効率が悪くなる。

本実施形態では、第１パス７１を、室内熱交換器２０の上部（第１熱交換部２０ａの第１５段伝熱管群Ａ１５および第１６段伝熱管群Ａ１６）と室内熱交換器２０の下部（第３熱交換部２０ｃの第１段伝熱管群Ａ１から第４段伝熱管群Ａ４まで）とを接続して形成することにより、熱交換効率の最も良い部分と熱交換効率の最も悪い部分とを接続することになり各パス７１，７２，７３における熱交換効率を同等にすることができる。さらに、２番目に風速比が小さい第１２段伝熱管群Ａ１２を含む第２パス７２を、第９段伝熱管群Ａ９から第１４段伝熱管群Ａ１４までの６段で形成し、２番目に風速比が大きい第５段伝熱管群Ａ５から第８段伝熱管群Ａ８までの４段で形成される第３パス７３よりも長くすることで、第２パス７２と第３パス７３と風速比に差がなくなるようにしている。

このようにして、本発明では、各パス７１，７２，７３における冷媒の熱交換効率を同等にしており、室内熱交換器２０全体の熱交換効率を向上させている。

＜特徴＞
（１）
本実施形態に係る熱交換器では、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを最も風上側の第１伝熱管列Ｇ１に配置している。したがって、このように、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを第１伝熱管列Ｇ１に配置することにより、室内熱交換器２０が凝縮器として機能する場合には、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａ付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａから流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、室内熱交換器２０が蒸発器として機能する場合には、ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂから流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。

（２）
本実施形態に係る熱交換器は、第１熱交換部２０ａ、第２熱交換部２０ｂ、および第３熱交換部２０ｃの３つに分割される熱交換器である。そして、各パス７１，７２，７３には、液管２３に接続される液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス管２４に接続されるガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを有している。そして、第１パス７１では、液冷媒流出入管７１ａは第１熱交換部２０ａに配置され、ガス冷媒流出入管７１ｂは第３熱交換部２０ｃに配置される。第２パス７２では、液冷媒流出入管７２ａは第１熱交換部２０ａに配置され、ガス冷媒流出入管７２ｂは第２熱交換部２０ｂに配置される。第３パス７３では、液冷媒流出入管７３ａは第２熱交換部２０ｂに配置され、ガス冷媒流出入管７３ｂは第３熱交換部２０ｃに配置される。このように、同一のパスに属する液冷媒流出入管とガス冷媒流出入管とはそれぞれが別々の熱交換部に配置される。

したがって、温度差が生じやすい液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとを別々の熱交換部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに配置することにより、液冷媒流出入管７１ａ，７２ａ，７３ａとガス冷媒流出入管７１ｂ，７２ｂ，７３ｂとの伝熱フィン４における熱伝導よる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）
上記実施形態に係る熱交換器では、複数の伝熱管５１は２列の伝熱管列Ｇ１，Ｇ２を形成しているが、伝熱管列は２列に限らずに、３列、４列、５列以上であっても構わない。このように、３列以上の伝熱管列であっても、各パスにおける液冷媒流出入管およびガス冷媒流出入管は、最も風上の伝熱管列に配置されることになる。

（２）
上記実施形態に係る熱交換器では、３つの熱交換部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに分割されているが、３つに限らず、３つ以上であれば４つの熱交換部、あるいは５つの熱交換部などに分割されていても構わない。

（３）
上記実施形態に係る熱交換器では、冷媒経路が３つのパス７１，７２，７３に分かれているが、３つに限らず、２つでも良いし、４つ以上でも構わない。

本発明に係る熱交換器は、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができ、複数の伝熱管列を有する熱交換器等として有用である。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路の構成図。 室内機の断面構成図。 第２熱交換部の正面図。 室内熱交換器におけるパス取りを表した図。 室内熱交換器を形成する伝熱管と段番号との関係図。 室内熱交換器における各段における風速比を表す図。

符号の説明

４ 伝熱フィン
２０ 室内熱交換器（熱交換器）
２０ａ 第１熱交換部（ブロック、第１ブロック）
２０ｂ 第２熱交換部（ブロック）
２０ｃ 第３熱交換部（ブロック、第２ブロック）
２３ 液管
２４ ガス管
５１ 伝熱管
６１ 第１折り曲げ部（折り曲げ部分）
６２ 第２折り曲げ部（折り曲げ部分）
７１ 第１パス（パス）
７２ 第２パス（パス）
７３ 第３パス（パス）
７１ａ，７２ａ，７３ａ 液冷媒流出入管（液管接続部分）
７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ ガス冷媒流出入管（ガス管接続部分）
Ｇ１ 第１伝熱管列（伝熱管列）
Ｇ２ 第２伝熱管列（伝熱管列）

Claims (5)

1. 気流中に配置される伝熱フィン（４）と、
   前記伝熱フィンに挿入されており、前記気流の流れ方向に略直交する方向に配置され、かつ、前記気流の流れ方向に交差する方向に複数の伝熱管列（Ｇ１，Ｇ２）を形成する複数の伝熱管（５１）と、
   を備え、
   前記複数の伝熱管は、液冷媒が流出入する液管（２３）に接続される液管接続部分（７１ａ，７２ａ，７３ａ）と、ガス冷媒が流出入するガス管（２４）に接続されるガス管接続部分（７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ）とを有し、
   前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とは、前記複数の伝熱管列のうちで最も風上側の第１伝熱管列（Ｇ１）に配置される、
   熱交換器（２０）。
2. 前記複数の伝熱管は、冷媒経路として複数のパス（７１，７２，７３）を形成している、
   請求項１に記載の熱交換器（２０）。
3. 前記複数の伝熱管は、前記複数のパスごとに前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とを有し、
   前記複数のパスに属する前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とは、全て前記第１伝熱管列に配置される、
   請求項２に記載の熱交換器（２０）。
4. 前記伝熱フィンは、その幅が狭くなり折り曲げられている折り曲げ部分（６１，６２）を有し、前記折り曲げ部を境界として複数の伝熱フィン部分に分割されており、
   前記複数の伝熱フィン部分と前記複数の伝熱管とにより複数のブロックが形成されており、
   前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とは、前記複数のブロックうちで異なるブロックに配置される、
   請求項１に記載の熱交換器（２０）。
5. 前記伝熱フィンは、その幅が狭くなり折り曲げられている折り曲げ部分（６１，６２）を有し、前記折り曲げ部を境界として複数の伝熱フィン部分に分割されており、
   前記複数の伝熱フィン部分と前記複数の伝熱管とにより複数のブロックが形成されており、
   前記複数の伝熱管は、前記複数のパスごとに前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とを有し、
   前記複数のパスのうち同一のパスに属する前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とは、前記複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される、
   請求項２または３に記載の熱交換器（２０）。

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